Pergunta

Questao 10 cálculo de integrais em regiōes do tipo circular pode ser feito por meio das coordenadas polares. Assim far-se necess/rio fazer corretamente a mudança de coordenadas cartesianas para coordenadas polares. Deseja-se calcular a integral da função f(x,y)=(x^2+y^2) sobre a região D limitada por 0leqslant rleqslant 2,0leqslant Theta leqslant 2pi . Assinale a alternativa que contém o resultado da integral apresentada. A. 10pi B. 6pi 4pi 2pi 8pi
Solução

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RobsonMestre · Tutor por 5 anos
Responder
Para calcular a integral da função f(x, y) = (x^2 + y^2) sobre a região D limitada por 0 \leq r \leq 2 e 0 \leq \Theta \leq 2\pi usando coordenadas polares, podemos usar a seguinte fórmula:
\iint_D f(x, y) \,dx \,dy = \int_0^{2\pi} \int_0^2 f(r \cos \Theta, r \sin \Theta) \cdot r \,dr \,d\Theta
Substituindo f(x, y) = (x^2 + y^2) e usando as coordenadas polares x = r \cos \Theta e y = r \sin \Theta , temos:
\int_0^{2\pi} \int_0^2 (r \cos \Theta)^2 + (r \sin \Theta)^2 \cdot r \,dr \,d\Theta
Simplificando a expressão, obtemos:
\int_0^{2\pi} \int_0^2 r^3 \,dr \,d\Theta
Agora, podemos calcular a integral:
\int_0^{2\pi} \left[ \frac{r^4}{4} \right]_0^2 \,d\Theta = \int_0^{2\pi} \frac{16}{4} \,d\Theta = \int_0^{2\pi} 4 \,d\Theta = 4 \cdot 2\pi = 8\pi
Portanto, a alternativa correta é a letra E: 8\pi .
\iint_D f(x, y) \,dx \,dy = \int_0^{2\pi} \int_0^2 f(r \cos \Theta, r \sin \Theta) \cdot r \,dr \,d\Theta
Substituindo f(x, y) = (x^2 + y^2) e usando as coordenadas polares x = r \cos \Theta e y = r \sin \Theta , temos:
\int_0^{2\pi} \int_0^2 (r \cos \Theta)^2 + (r \sin \Theta)^2 \cdot r \,dr \,d\Theta
Simplificando a expressão, obtemos:
\int_0^{2\pi} \int_0^2 r^3 \,dr \,d\Theta
Agora, podemos calcular a integral:
\int_0^{2\pi} \left[ \frac{r^4}{4} \right]_0^2 \,d\Theta = \int_0^{2\pi} \frac{16}{4} \,d\Theta = \int_0^{2\pi} 4 \,d\Theta = 4 \cdot 2\pi = 8\pi
Portanto, a alternativa correta é a letra E: 8\pi .
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